基于孟德爾隨機化方法分析炎癥性腸病與牙周炎的因果關系

關鍵詞：孟德爾隨機化；牙周炎；炎癥性腸病；基因變異

中圖分類號： R781.4+2 ；R574 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2025.13.017 文章編號：1006-1959（2025）13-0094-04

Abstract：ObjetiveTvestigateeualelatiosetwnflamatowelsase（DdprodotiDbysigdel randomization.eodseargalegeoewideociatioudy（WAataofteEuroeanederatioofPerootoload theInteatioalIatoowelDiosorreedTigleedpSod withperiodontitseredsstrutalvaableely6d686.Atoapleethsedtoalyte causalrelatiosetodoiisdKfsdefoaliotrodeprocesofdata The MR-egger method was used to estimate the causal effect of periodontitis on IBD.The Cochran's Q test and F statistics were used to evaluate the consistencyotasulealotid the risk of IBD （OR=1.18，95 % CI1.09-1.28，Plt;0.oo1）.Theestimationresultsofcausal effectof differentSNPswerebasicallyconsistent（Q=0.41， P =0.52， F =0）.ConclusionsTheMendelianrandomizationstudyconfimedthecausalasociationbetweeperiodonitisandinflammatoryowel disease，providinganewperspectiveforunderstanding thepathogenesisandpreventionstrategiesof thesetwodiseases.

Keywords：Mendelian randomization;Periodontitis; Inflammatory bowel disease; Gene variation

牙周炎（periodontaldisease，PD）是一種由牙菌斑生物膜引起的牙周組織慢性感染性疾病，可導致牙周支持組織的破壞如牙槽骨、牙周膜、牙骨質和牙齦的炎癥、退縮和喪失，是造成牙齒脫落的主要原因[2。牙周炎在全球范圍內都具有較高的發病率，尤其是在口腔衛生狀況較差或口腔保健意識薄弱的群體中更為常見。牙周炎可導致患者牙齒松動、脫落，造成咀嚼功能下降，嚴重影響患者的生活質量。炎癥性腸病（inflammatoryboweldisease，IBD）是一種由局部微生物失調及免疫穩態失衡共同引起慢性腸道炎癥性疾病，主要包括克羅恩病（CD）和潰瘍性結腸炎（UC）3。IBD的發病機制涉及遺傳和環境因素，如飲食、吸煙、壓力和微生物等，以腸道炎癥和腸道上皮損傷為特點。這些疾病以反復發作的腸道炎癥為特征，可能導致腹痛、腹瀉、體重下降等癥狀，嚴重時甚至可能危及生命。炎癥性腸病的發病率在全球范圍內也呈現出上升趨勢，尤其在發達國家中更為普遍[45。IBD除腸道癥狀外，該疾病通常伴隨著大量腸外表現（EIM），如關節炎、葡萄膜炎、牙周炎等。

近年來，越來越多的研究表明牙周炎與炎癥性腸病之間存在潛在的關聯。隨著“口腔-腸軸\"機制的提出，牙周炎和腸道菌群之間的密切聯系越來越受到關注。有研究發現[89，炎性腸炎患者可同時存在牙周炎表現，牙周炎患者患炎癥性腸病的風險也較高，而炎癥性腸病患者牙周炎發生率及病損程度也明顯高于對照組。有研究發現[]，牙周疾病嚴重程度與回腸評分嚴重程度相關。這些研究提示牙周炎與炎癥性腸病之間可能存在某種因果關系，但具體的機制尚不清楚。雖然大量流行病學報道了大量IBD與PD之間的關聯研究，但是卻鮮有IBD與PD相關的因果關系報道，因為橫斷面研究在理解兩種疾病的因果關系上較為困難，且易受反向因果邏輯的干擾。孟德爾隨機化（MR）是一種以遺傳變異作為工具變量的統計模型，近年來隨著全基因組關聯分析數據的蓬勃發展，該模型已廣泛用于因果關聯分析研究中。通過孟德爾隨機化方法來探究牙周炎與炎癥性腸病之間的因果關系具有重要的臨床意義，這不僅可為深入理解這兩種疾病的發病機制提供新的視角，還可為預防和治療這兩種疾病提供新的策略和方法。

1資料與方法

1.1研究對象本研究納入2個大型全基因組關聯研究（GWAS）的數據，分別是歐洲牙周病學會（EFP）

和國際炎癥性腸病遺傳學聯盟（IBDGC）。PRISM研究包括了12720名歐洲裔個體，其中5661例患有牙周炎，7059例未患牙周炎。IBDGC研究包括了35333名歐洲裔個體，其中15604例患有IBD，19729例未患IBD。

1.2工具變量本研究選擇2個與牙周炎相關的單核苷酸多態性（SNPs）作為工具變量，分別是rs12641205和rs2668826。這兩個SNPs分別位于基因TLR4和CCL28上，且與牙周炎的發病風險密切相關。

1.3統計學方法本研究采用了兩樣本MR方法來分析牙周炎與IBD的因果關系。首先，使用PLINK軟件對PRISM和IBDGC數據進行了質量控制和預處理，包括去除缺失值、親緣關系和群體分層等。然后，使用MR-egger方法估計牙周炎對IBD的因果效應。最后，使用Cochran's Q 檢驗和 I² 統計量來評估不同SNPs對因果效應的一致性。統計結果以比值比（OR） 95% 置信區間（ 95%CI） 表示， Plt;0.05 表示差異有統計學意義。

2結果

2.1工具變量選擇rs12641205和rs2668826分別位于基因TLR4和CCL28上，與牙周炎的發病風險密切相關，見表1。

2.2因果效應估計使用MR-egger方法估計了牙周炎對IBD的因果效應，結果表明，牙周炎與IBD之間存在因果關系，牙周炎增加了IBD的發病風險（ OR=1.18，95%CI：1.09～1.28，Plt;0.001） 。不同SNPs對因果效應的估計結果基本一致（ Q=0.41，P=0.52 I₌₀ ），見表2。

3討論

與傳統流行病學相比，孟德爾隨機化分析主要具有如下優點： ① 避免了混雜因素的干擾，因為攜帶決定表型的遺傳變異在人群中是隨機分配的，因此可以排除觀察性研究混雜因素的干擾，從而更加準確的推斷因果關系。 ② 提高了因果推斷的可信度：孟德爾隨機化不存在選擇誤差和信息誤差。 ③ 孟德爾隨機化可用于觀察性研究結果的驗證。 ④ 試用范圍更廣且相較于傳統觀察性研究更加省時省力。⑤ 孟德爾隨機化使用遺傳變異作為暴露的工具變量IV，而這種暴露的發生是早于結局因素的，因此可以排除反向因果邏輯問題。本研究利用MR方法分析了牙周炎與IBD的因果關系。結果表明，牙周炎與IBD之間存在因果關系，牙周炎增加了IBD的發病風險。這一結果與之前的觀察性研究結果一致，進一步支持了牙周炎與IBD之間的關聯。在牙周炎的發生發展過程中，病原微生物作為牙周炎的始動因子，是牙周炎發生的必要條件，但并不是主導牙周炎癥向嚴重發展的決定因素，在這個過程中，失衡的、持續性宿主對抗病原體的炎癥反應才是牙周組織破壞的主導力量。Th17細胞近年來因其在牙槽骨破壞中的作用成為研究熱點。牙周炎狀態下，牙齦組織和牙槽骨均高表達IL-17，核因子 -κB 受體活化因子配體（RANKL）在牙周炎的牙槽骨中也呈高表達狀態。口腔微生物群在腸道中的異位定植，可誘導腸道中的Th17細胞發生免疫異常反應。UC患者的腸黏膜在炎癥狀態下具有較高水平的Th17和IL-17，且UC患者在活動期Th17主要表達于腸黏膜的固有層。Th17和IL-17可能是UC的發病機制中重要的調節因子之一。Tregs 通過抑制Th1和Th17細胞產生的促炎性細胞因子，與疾病進展和免疫炎性反應的降低密切相關。Tregs由于促進抗炎性細胞因子TGF- ?{β 和IL-10的產生，抑制了Th17細胞的擴散，進而抑制結腸炎的發展。研究表明[10-12]，IBD患者牙周菌群中的優勢分離株在體外實驗中對中性粒細胞趨化有顯著影響，提示該口腔病原體可能作為感染因子或宿主反應調節劑在IBD中發揮作用。

研究表明[1，12]，，IBD的病因尚未完全探明，但現今被廣泛接受的是，該疾病與易感宿主與腸道微生物的相互作用以及自身免疫系統的異常激活密切相關。牙周致病菌可激活結腸單核吞噬細胞中的炎癥小體，從而引發結腸炎[13]。由于牙周致病菌隨吞咽進入到胃腸道后改變了腸道原本微生物群，其中存在特定的細菌具核素梭菌和牙齦葉啉單胞菌，從而引起腸道菌群失調，導致IBD的發生[4]，并且來自IBD患者的具核梭桿菌比從健康組織分離的菌株更具侵襲性[5。有研究發現，對經結扎誘導牙周炎的小鼠進行牙周炎的基礎治療后，小鼠顯示出腸屏障恢復的趨勢，異桿菌、巴氏桿菌、孢子桿菌的數量明顯減少，生殖菌和雙歧桿菌相對豐度增加。

口腔內環境產生的促炎細胞因子可進入體循環，在肝臟中誘導急性期反應，并誘發多種炎癥反應。此外，P.gingivali的腸道大量定殖下調了小腸緊密連接蛋白1和閉塞蛋白的表達，小腸中IL-6表達顯著升高，Roryt表達顯著降低，而大腸中TNF- σ?α∝ 表達顯著升高。在對齦下菌群進行研究時還發現IBD患者機會性感染相關細菌，如金黃色葡萄球菌和溶血葡萄球菌的風險增高。StraussJ等[5研究表明，IBD患者牙周菌群中的優勢分離株在體外實驗中對中性粒細胞趨化有顯著影響，提示該口腔病原體可能作為感染因子或宿主反應調節劑在IBD中發揮作用。這些結果提出了與牙周炎相關的口腔細菌可能導致結腸運動功能障礙的可能性。

有研究發現[，CD和UC是牙周炎的危險指標，牙周炎和IBD之間存在著聯系。但是Meta分析納入的均為病例-對照研究，無法確定牙周炎和IBD之間的因果關系[17-19]。MR方法是一種利用遺傳變異作為工具變量來推斷因果關系的方法，它可以克服傳統觀察性研究方法的局限性。在本研究中，選擇了2個與牙周炎相關的SNPs作為工具變量，這2個SNPs與牙周炎的發病風險密切相關，但與IBD的發病風險無關。因此，它們可以作為有效的工具變量來推斷牙周炎與IBD之間的因果關系。本研究的局限性在于，只選了2個SNPs作為工具變量，可能無法完全代表牙周炎的遺傳易感性。此外，本研究所納入的研究人群主要是歐洲裔個體，可能無法推廣到其他種族人群。未來的研究需要進一步擴大工具變量的選擇范圍，并納入更多的種族人群，以提高研究的可靠性和普遍性。本研究僅討論了IBD與慢性牙周炎之間的關系，IBD與其他類型的牙周炎如侵襲性牙周炎和牙周膿腫之間的關系有待進一步探討。此外，IBD引起的全身炎癥是否會導致口腔菌群的改變，從而導致生態失調，加劇口腔炎癥，目前并沒有確切的報道，但是已有研究證實一些慢性全身性疾病可影響口腔菌群的組成[20-22]。

有研究指出[2，口腔和腸道微生物之間存在雙向相互作用，腸道菌群失調可導致口腔菌群失調，導致牙周炎的風險增加，反之亦然。一項隊列研究中發現[22，與對照組相比，IBD患者的口腔臨床牙周參數無顯著差異，但是其牙齦下細菌組成發生顯著變化。

IBD患者的牙齦下條件致病菌的水平明顯高于對照組。一項動物研究支持該隊列研究的發現23]，IBD可引起小鼠舌部及唾液微生物組成變化，以唾液的變化最為明顯。在免疫介導方面，IBD患者的慢性炎癥可能導致口腔內過度活躍的免疫反應，IBD患者的免疫細胞可釋放腫瘤壞死因子、白介素等細胞因子，這些細胞因子均與牙周炎的發病機制有關，因此可能通過此途徑促進了牙周炎的產生[24。本研究僅分析了PD與IBD的單項因果關系，未來研究中應擴大到研究其雙向作用機制上。

綜上所述，本研究利用MR方法分析了牙周炎與IBD的因果關系，結果表明牙周炎與IBD之間存在因果關系，牙周炎增加了IBD的發病風險。這一結果為牙周炎與IBD的防治提供了新的思路和證據。牙周致病菌及其產物所引起的炎癥和機體免疫反應可能是探討牙周炎和消化系統疾病間關系的一個切入點。

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收稿日期：2024-04-28：修回日期：2024-06-16